Инженерная геология

Южно-Уральский государственный  университет

Заочный инженерно  – Экономический факультет.

 

 

 

 

 

 

Контрольная работа №1

по Инженерной геологии

Вариант №3

 

 

 

 

 

 

 

   Выполнил:                        студент Нургалиева Т.С.

Группа ЗИЭФ – 271с

Проверил:   преподаватель  Подкорытова Л.С.

 

 

 

 

 

 

 

Задание №1.

Составить характеристики свойств  породообразующих минералов, по следующей  схеме: класс, химический состав, строение, твёрдость, спайность, излом, окраска, цвет черты, блеск, удельный вес, реакция  с HCL, устойчивость к выветриванию, в каких породах встречается как минеральный компонент, применение в народном хозяйстве.

  Роговая обманка

Класс	силикат
Группа	амфиболов
Химический состав	Ca2Na(Mg, Fe2+)4(Al, Fe3+)[(Si,Al)4O11]2[OH]2
Строение (сингония)	моноклинная
Твёрдость	5,5-6
Спайность	совершенная по призме под углом
Излом	Гладкий по спайности и шероховатый, занозистый  в перпендикулярной плоскости
Окраска	Темно-зеленый  до черного, непрозрачный
Цвет черты	Серая, зеленовато-бурая
Блеск	Стеклянный, полуметаллический
Удельный вес	2,71(г\см³)
Реакция с HCL	Не растворяется
Устойчивость к выветриванию	Не высокая, разлагается  с образованием опала, карбонатов и  др. минералов
В породах как минерал	Породообразующий минерал интрузивных пород, таких как граниты, сиениты и деориты
Применение в нар. хозяйстве	Роговая обманка иногда образует привлекательные коллекционные  образцы

 

 

Кальцит.

Класс	карбонаты
Группа	известковый шпат.
Химический состав	CaCO3
Строение (сингония)	Тригональная
Твёрдость	3
Спайность	совершенная по ромбоэдру, нa плоскостях штриховка полисинтетич. двойникования
Излом	Раковистый, ступенчатый
Окраска	Бесцветный, белый, розовый, жёлтый, коричневый
Цвет черты	Белый
Блеск	Стеклянный
Удельный вес	2,71(г\см³)
Реакция с HCL	Взаимодействует с бурным вскипанием и шипением
Устойчивость к выветриванию	Неустойчивый Известняки(осадочные породы), при воздействии температуры - мрамор
В породах как минерал	известняки, меловые породы, мергели, карбонатиты.
Применение в нар. хозяйстве	Как цементное сырье, строительный камень и отделочный материал

 

 

                                                          Задание №2.

Составить характеристики свойств  горных пород, по следующей схеме: тип  и группа, минеральный  состав, структура, текстура, окраска, реакция с HCL, устойчивость к выветриванию, форма залегания, применение в народном хозяйстве в качестве основания сооружения и строительного материла.

Диорит.

Тип	магматическая интрузивная горная порода. нормального ряда щёлочности
Группа	Средние горные породы
Минеральный состав	средний плагиоклаз (андезин или олигоклаз), роговая обманка,  авгит и биотит, кварц, калиевый полевой шпат
Структура	гипидиоморфнозернистая с хорошим оформлением кристаллов плагиоклазов, пироксенов или роговой обманки.
Текстура	Массивная или полосчатая
Окраска	Обычно тёмно-зеленый  или коричнево-зеленый.
Реакция с HCL	Не взаимодействует
Устойчивость к выветриванию	Устойчив
Форма залегания	Штоки, жилы, лакколиты и др. интрузивные массивы. Диориты часто встречаются совместно с гранитами, слагая отдельные фазы внедрения сложнопостроенныхбатолитов.
Применение в основании  сооруж. И строительного материала	Служит строительным материалом, используется для облицовки зданий

                                                   

                                                            Известняк.

Тип	Осадочные породы
Группа	Карбонатные породы
Минеральный состав	состоящая преимущественно  из CaCO3
Структура	кристаллический, органогенно-обломочный, обломочно-кристаллический (смешанной  структуры) и натёчный (травертин)
Текстура	мелкое и среднее  зерно чаще с блястящими частицами, разбросанными в случайном порядке. Возможны "графитовые" вкрапления
Окраска	варьируется от белого до почти  черного, но чаще всего встречаются белый, серый, или с коричневатым оттенком.
Реакция с HCL	бурно вскипает
Устойчивость к выветриванию	Устойчив
Форма залегания	Обычно огромными массами, небольших пластов, иногда образуют залежи большой толщины.
Применение в основании  сооруж. И строительного материала	получение бетонов, строительной извести, декоративно-облицовочные работы, кладка стен, заливка фундаментов

 

Глина

Тип	мелкозернистая осадочная горная порода
Группа	Глина состоит из нескольких минералов группы каолинита
Минеральный состав	Каолинит,Андалузит, дистен, силлиманит,  Галлуазит,  Гидраргиллит, Диаспор, Корунд,  Монотермит, Монтмориллонит,  Мусковит, Наркит, Пирофиллит
Структура	Чешуйчатая, пелитовая
Текстура	массивные неслоистые глины  и разные типы слоистости. Слоистость обычно горизонтальная, реже волнистая, сплошная или прерывистая.
Окраска	серого цвета, но встречаются глины белого, красного, жёлтого, коричневого, синего, зелёного, лилового и даже чёрного цветов.
Реакция с HCL	Реакция идет с горячей  концентрированной кислотой
Устойчивость к выветриванию	Не устойчив
Форма залегания	имеют обычно плащеобразную  форму залегания, отличаются большой  мощностью (до 100 м и более) и распространяются на значительные территории.
Применение в основании  сооруж. И строительного материла	в промышленности, сырье для производства кирпично-черепичных изделий, грубой керамики, глинозема, огнеупоров

 

 

 

 

 

Задание №3.

Объяснить условия образования  отложений. Перечислить, какими разновидностями (по механическому составу) они представлены и охарактеризовать их строительные свойства.

ПРОЛЮВИАЛЬНЫЕ ОТЛОЖЕНИЯ (лат. prolirvium — истечение, нечистоты от proluo — уношу течением) рыхлые отложения продуктов разрушения горных пород, смываемых и выносимых по ложбинам (эрозионным бороздам) временными потоками от атмосферных осадков к подножию возвышенностей (гор). В отличие от делювия обломочный материал менее окатан. Слагает он конусы выноса, раскидывающихся веером за пределами устьев ложбин выноса, где, сливаясь, они образуют одну наклонную полосу — пролювиальный шлейф. У вершин конусов выноса материал грубообломочный — галька и щебень с песчано-глинистым заполнением, а к периферии он мельчает до глин. Пролювий развит как в условиях засушливого или переменно-влажного климата (в предгорьях Средней Азии), так и в избыточно влажной субарктике. Термин предложен русским геологомА. П. Павловым

         Среди пролювиальных отложений,  как конусов выноса, так и наземных дельт существенную роль играют селевые образования, представленные массами обломочного материала, несортированного, неокатанного и неслоистого, содержащего крупные глыбы, которые не могут переноситься реками. Селевые образования характерны лишь для пролювия горных и предгорных областей.  
        Пролювий, слагающий конусы выноса, характеризуется средней, реже хорошей окатанностью материала, слабой его сортировкой, грубой слоистостью. Сами конусы выноса имеют выпуклую поверхность и отчетливый, часто значительный наклон от их вершин к боковым и периферическим частям. Вершинные зоны конусов слагаются самыми грубообломочными отложениями, относящимися к потоковой фации. Это грубослоистые плохо- и среднеокатанные валунные галечники или щебнисто-галечный материал с большой примесью песка и суглинка в виде заполнителя или отдельных прослоек. Эти отложения быстро сменяются гравийно-песчано-суглинистыми или суглинистыми разностями с резкими прослоями гравия или щебня, представляющими веерную фацию пролювия , слагающую периферические части конусов выноса. Поскольку пролювий конусов выноса образуется во время дождей или таяния снега, то границы зон постоянно смещаются в ту или другую сторону в зависимости от интенсивности водных потоков. Поэтому в разрезах пролювия можно видеть быструю резкую смену грубых потоковых фаций более тонкими веерными. 

 
      Пролювий характерен  не только для аридных и  семиаридных горных и предгорных областей, но встречается также и в более влажных платформенных районах. Здесь пролювий слагает конусы выноса в устьях оврагов и балок. Хотя общие закономерности строения конусов выноса выдерживаются, в платформенных условиях. Разрез отложений сложены более тонким материалом, вершинной зоны конуса выше, чем в предгорьях.  
Отложения наземных, или "сухих", дельт Отложения наземных сухих дельт в отличие от пролювия конусов выноса развиты лишь в аридных областях и, главным образом, у подножий высоких хребтов, поставляющих в реки основную массу обломочного материала. Другим важным фактором образования наземных дельт является тектонический, обусловливающий контраст между хребтами и примыкающими впадинами. Чем выше хребты и больше скорость их воздымания, тем более мощны толщи отложений накапливаются во впадинах.  
      Отложения наземных дельт отличаются от пролювия конусов выноса временных потоков лучшей окатаннностью, сортировкой и дифференциацией по размерам. Сами наземные сухие дельты имеют значительно большие размеры, чем конусы выноса, занимая площади от нескольких десятков до тысяч квадратных километров. У небольших рек поверхность дельт имеет еще выпуклую поверхность и форму полуконуса. У более крупных рек эта поверхность значительно выровнена, имеет форму развернутого веера и очень плавно снижается от вершины к периферии. Это связано с тем, что реки еще в горах и предгорьях успевают вырабатывать продольный профиль русла так, что уменьшается разница в падении русла на границе гор и равнин.  
         Для наземных дельт в большей .степени, чем для конусов выноса, характерна зональность строения слагающих их отложений. Она зависит не только от мощности потоков, но и от тектонических условий - ширины впадин, где происходит аккумуляция, или расстояния до базиса эрозии - речной долины, озера или моря. В крупных сухих дельтах, образующихся в обширных предгорных или межгорных впадинах, в плане и разрезе выделяется четыре концентрические зоны, сложенные различными фациями пролювия:  
1. Центральная, или вершинная, зона сложена потоковыми фациями - хорошо окатанным валунным галечником с примесью песка и суглинка и изредка с прослоями этих пород, количество которых увеличивается по мере удаления от вершины дельты. Это отложения крупных русловых ложбин, радиально расходящихся от вершины. От аллювия они отличаются повышенной мощностью, достигающей нескольких десятков метров, быстрым уменьшением крупности материала по направлению от вершины дельты, отсутствием пойменной фации.  
2. Переходная, или средняя, зона сложена песчано-суглинистыми отложениями с отдельными прослоями, линзами и струями мелкой гальки и гравия, отлагаемыми многочисленными небольшими руслами, на которые дробятся более крупные потоки. Поэтому отложения этой зоны относят к веерной фации пролювия.  
3. Периферическая зона сложена преимущественно суглинками, часто лессовидными, и супесями с редкими небольшими прослоями и линзами песка, реже мелкой гальки, отлагающимися в дельтовых разливах.  
4. Передняя зона охватывает лишь фронтальную или окраинную часть периферической зоны, граница с которой очень постепенна. Поверхность этой зоны практически горизонтальна. Слагающие ее отложения относятся к застойно-водным фациям, образующимся в пересыхающих озерах, болотах и лужах, куда поступает вода по иссекающим руслам сухой дельты. Это иловатые глины, иногда засоленные или загипсованные. Значительно реже среди осадков перед ней зоны встречаются карбонатные в виде мергелей и пресноводных известняков, отложенных в более крупных водоемах. В наземных дельтах, формирующихся в узких межгорных или внутригорных впадинах, где недостаточно пространства для полной дифференциации осадков, развиты первые две, реже три зоны. 

С инженерно- геологической точки зрения обобщающих данных немного, хотя опыт строительного использования пролювиальных отложений имеется. Глинистый пролювий в силу своего формирования придает еще большую неоднородность всей пролювиальной толще с точки зрения деформационных, прочностных и водоинфильтрационных характеристик.

 

 

Задание №4.

 

А) Охарактеризовать различные формы  дислокаций горных пород, характер напряжений при которых они образовались, и проиллюстрировать объяснения схематическими рисунками.

Б) Пояснить возможность их влияния  на условия строительства различных  сооружений.

В) Привести примеры известных дислокаций .

 

Дислокация — нарушение первоначального залегания горных пород.

  Различают пликативные и дизъюнктивные  дислокации.

Пликативные дислокации (складчатые нарушения) — это дислокации, которые происходят без разрыва сплошности пластов горных пород .

Дизъюнктивные дислокации — дислокации сопровождающиеся разрывом сплошности пластов горных пород. Они проявляются в виде трещин, по которым происходит смещение пласта. Различают следующие дислокации: сброс, взброс, надвиг, сдвиг, ступенчатый сброс, грабен и горст.

 

Моноклиналь (от греч. monos - один, единственный и klino - наклоняю(сь) * а. monocline; н. Monokline; ф. monoclinal, structure monoclinale; и. monoclinal) - форма залегания слоев горн. пород, характеризующаяся их пологим наклоном в одну сторону. Представляет собой обычно крыло к.-л. обширного и пологого поднятия или прогиба слоев. Моноклинали особенно характерны для платформ, где они приурочены к крыльям щитов, Антеклиз и Синеклиз. Моноклиналь является самой простой формой нарушения первоначального залегания пород и выражается в общем наклоне слоев водну сторону (рис. а)

           Для строительных целей наиболее благоприятными условиями является горизонтальное залегание слоев, большая их мощность, однородность состава. В этом случае здания и сооружения располагаются в однородной грунтовой среде, создается предпосылка для равномерной сжимаемости пластов под весом сооружения. В таких условиях сооружения получают наибольшую устойчивость.

Наличие дислокаций усложняет  инженерно-геологические условия  строительных площадок — нарушается однородность грунтов оснований  сооружений, образуются зоны дробления, снижается прочность грунтов, по трещинам разрывов периодически происходят смещения, Циркулируют подземные воды. При крутом падении пластов сооружение может располагаться одновременно на различных грунтах, что иногда приводит к неравномерной сжимаемости слоев и деформации сооружений. Для зданий неблагоприятными условиями являются сложный характер складок. Нежелательно располагать сооружения на линиях разломов.